Анизотропия магнитокалорического эффекта монокристаллов соединений 3d- и 4f-металлов в области магнитных фазовых переходов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.11 ВАК РФ

Л"""

48Ь/Оэи

Кошкидько Юрий Сергеевич

АНИЗОТРОПИЯ МАГНИТОКАЛОРИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА МОНОКРИСТАЛЛОВ СОЕДИНЕНИЙ 3(1- И 4Г-МЕТ АЛЛОВ В ОБЛАСТИ МАГНИТНЫХ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ

01.04.11 - физика магнитных явлений

2 С ОКТ 2011

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Тверь-2011

4857390

Работа выполнена на кафедре магнетизма Тверского государственного университета.

Научный руководитель доктор физико-математических наук,

профессор Пастушенков Юрий Григорьевич.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Андреенко Александр Степанович,

кандидат физико-математических наук, доцент Большакова Наталья Николаевна.

Ведущая организация Институт металлургии и материаловедения

им. А.А. Байкова Российской Академии Наук.

Защита состоится 4У ААД^^Р_2011 г. в час. на

заседании диссертационного совета Д 212.263.09 при Тверском государственном университете по адресу: 170002, г. Тверь, Садовый пер., 35, ауд. 226.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Тверского государственного университета

Автореферат разослан ^ РкТ_2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета --, Ляхова М.Б.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Магнитокалорический эффект (МКЭ), заключающийся в изменении температуры магнетика при его адиабатическом намагничивании, известен сравнительно давно [1-3]. Возросший в последнее время интерес к исследованию МКЭ обусловлен возможностью создания на его основе нового типа высокоэффективных, экологически безопасных магнитных холодильников. Сегодня более 15% от общего мирового электропотребления расходуется на создание искусственного холода. Предварительные оценки показывают, что технология магнитного охлаждения может сэкономить более трети этих затрат [4].

Не менее важным обстоятельством является то, что МКЭ широко используется как весьма эффективный инструмент исследований в физике магнитных явлений, позволяющий изучать межподрешеточные взаимодействия, магнитные фазовые переходы и другие физические явления [5-7].

Большинство современных работ, посвященных исследованию МКЭ, направлено на поиск материалов с экстремально высокими значениями МКЭ. В значительной части этих работ МКЭ исследуется в области магнитных фазовых переходов типа порядок-беспорядок. При этом МКЭ, как правило, определяется косвенным методом на основе расчета магнитного вклада в энтропию из кривых намагничивания или теплоемкости, измеренной в магнитном поле. Данный подход при изучении МКЭ позволяет определять основные характеристики рабочего тела магнитного холодильного устройства. Однако знания величины изменения магнитной энтропии при изотермическом намагничивании зачастую недостаточно, чтобы всесторонне характеризовать магнитокалорический материал. В существующих прототипах магнитных холодильников температура рабочего тела изменяется в течение рабочего цикла. В связи с этим анализ изотермического изменения магнитной части энтропии необходимо дополнять прямыми измерениями адиабатического изменения температуры (ДТ^) при изменении магнитного поля.

Следует также отметить, что до настоящего времени в большинстве случаев исследования МКЭ выполнялись на поликристаллических образцах. При исследовании магнетиков, обладающих высокой магнитной кристаллографической анизотропией (МКА), МКЭ, измеренный на монокристаллах, является более информативным и может существенно отличаться от эффекта, полученного на поликристаллических образцах.

Анализ имеющихся работ в области МКЭ показывает, что вклад в МКЭ от процессов вращения вектора намагниченности до настоящего

времени остается малоизученным. Однако известно, что наибольшие значения величины МКЭ, обусловленного вращением вектора намагниченности, должны наблюдаться в материалах, которые обладают наивысшими значениями констант МКА [6-7]. Следует также учесть, что высокие значения МКЭ обнаружены в области магнитных спин-переориентационных фазовых переходов (СПП) [6].

Следовательно, наибольших значений МКЭ, связанного с вращением вектора намагниченности, следует ожидать в интерметаллических соединениях на основе Зс1-переходных металлов с 4Р-металлами, обладающих на сегодняшний день наивысшими значениями констант МКА.

В связи с вышеизложенным, целью данной работы явилось систематическое исследование анизотропии МКЭ в области магнитных фазовых переходов (МФП) порядок-порядок и порядок-беспорядок в интерметаллических соединениях 3(1- и 4Г-переходных металлов, обладающих высокими значениями намагниченности и констант МКА.

В качестве объектов исследования были выбраны монокристаллы таких интерметаллических соединений как ЯСо5 Рг, Оу, ТЬ, Но),

ОсКСо^Си^, Я2Ре,7 (Я=Сс1, Эу, Но, Ег, Ьи, У), ЯРепИ (Я= Сс1, ТЬ, Но), И^енВ (Ег, Ш), а также сплавы Гейслера 1\П2+хМпх.|Са (0,18<х<0,27) [8], рассматриваемые в настоящее время как возможные материалы для использования в качестве рабочего тела магнитных холодильников.

Научная новизна и практическая значимость

В работе впервые прямым методом проведены исследования анизотропии МКЭ в области СПП и точек магнитной компенсации монокристаллов интерметаллических соединений широкой группы интерметаллических соединений 3(1- и 4{-переходных металлов. В области СПП в соединении ШСо5 впервые обнаружен гигантский МКЭ, обусловленный вращением вектора намагниченности. Результаты прямых измерений МКЭ сопоставлены с результатами расчетов МКЭ на основе анализа кривых намагничивания и теплоемкости, измеренной в магнитном поле. Показано, что в случае высокоанизотропных соединений необходима коррекция используемых методов расчета МКЭ, особенно в области СПП. Предложен метод расчета анизотропии МКЭ из кривых вращающего момента, не требующий определения констант МКА. Впервые выполнены прямые измерения МКЭ в сплавах Гейслера №2+хМп,.хОа, 0,18<х<0,27.

Полученные в работе результаты могут быть использованы при разработке материалов для создания рабочего тела магнитных рефрижераторов. По результатам работы подана заявка на патент

№2010149148 от 02.12.2010 «Рабочее тело магнитной тепловой машины из анизотропного магнетика».

Работа поддержана грантом Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг. для аспирантов (ГК П196 от 22 апреля 2010 г.).

На защиту выносятся:

1. Полученные впервые данные прямых измерений анизотропии МКЭ в монокристаллах интерметаллических соединений RCo5 (R=Nd, Pr, Dy, Tb, Но), Gd(Coi.xCux)s, R2FeI7 (R=Gd, Dy, Но, Er, Lu, Y), RFe„Ti (R= Gd, Tb, Но), R2Fei4B (Er, Nd) в области магнитных фазовых переходов типа порядок-порядок и порядок-беспорядок.

2. Обнаруженный в области СПП в соединении NdCo5 в поле р0Н=1,33 Тл гигантский вращательный МКЭ (1,6 К), обусловленный процессом вращения вектора намагниченности.

3. Результаты анализа анизотропии МКЭ в монокристаллах интерметаллических соединений R2Fen, показавшие, что величина МКЭ за счет парапроцесса в области магнитного фазового перехода порядок-беспорядок в этих соединениях слабо возрастает с увеличением номера РЗМ и составляет -0,6 К/Тл.

4. Метод расчета анизотропного вклада в МКЭ на основе анализа кривых вращающего момента, позволяющий существенно снизить погрешность оценки МКЭ, возникающую при определении констант МКА в области СПП.

5. Данные о том, что на порошковых текстурованных образцах соединения Nd2Fe14B реализован анизотропный вклад в МКЭ, сопоставимый по величине с анизотропным вкладом в МКЭ монокристаллов данных соединений.

Апробация работы

По результатам работы автором сделаны доклады на следующих научных конференциях: XIII, XIV, XV, XVI Региональных Каргинских чтениях (Тверь 2006, 2007, 2008, 2009); XIV, XV, XIV Международных научных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2007», «Ломоносов-2008», «Ломоносов-2009» (Москва, МГУ им. М.В.Ломоносова, 2007, 2008, 2009 гг.); Международных научно-технических конференциях «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» («Intermatic-2006», «Intermatic-2008», «Intermatic-2009», «Intermatic-2010») (Москва 2006, 2008, 2009, 2010 гг.); Всероссийских научных конференциях студентов-физиков «ВНКСФ-13» (Ростов-на-Дону-Таганрог, 2007 г.); «ВНКСФ-15» (Кемерово-Томск,

2009 г.); XI научной конференции молодых ученых и специалистов (Дубна, ОИЯИ, 2007 г.); Международной конференции «Материалы с особыми физическими свойствами и магнитные системы» (Суздаль,

2007 г.); Международной научной конференции «Актуальные проблемы физики твердого тела» (Минск, 2007 г.); 7th International Metallurgical and Materials Conference (Red Castle, Hradec nad Moravici, Czech Republic,

2008 r); Moscow International Symposium on Magnetism (Москва, МГУ им. М.В.Ломоносова, 2008 г.); the 13th International Conference on Rapidly Quenched and Metastable Materials (Germany, Dresden, 2008 г.); I Международной конференции «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества» (Суздаль, 2008 г.); XXI Международной конференции «Новое в магнетизме и магнитных материалах. НМММ-XXI» (Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, 2009 г.); IX Международном семинаре «Магнитные фазовые переходы» (Махачкала, 2009 г.); International Symposium "Metal-Hydrogen Systems. Fundamentals and Applications" (Москва, МГУ им. М.В.Ломоносова, 2010 г.); IV Euro-Asian Symposium "Trends in Magnetism" EASTMAG-2010 (Ekaterinburg, 2010 г.).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 29 печатных работ, из них 9 статей в изданиях, рекомендованных ВАК и приравненных к ним.

Структура и объем диссертационной работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка цитированной литературы. Работа изложена на 162 страницах машинописного текста, содержит 87 рисунков, 8 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 147 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность исследований МКЭ и выбор интерметаллических соединений RCo5, RFenTi, R2Fe14B, R2Fei7 в качестве объектов исследования для изучения анизотропии МКЭ в области МФП.

Первая глава представляет собой литературный обзор. Рассмотрены данные о кристаллической структуре, магнитокристаллической анизотропии, магнитотепловых и магнитных свойствах интерметаллических соединений R2Fe17, R2Fe14B, RFenT¡, RCo5 и сплавов Гейслера. Проведен анализ магнитных фазовых переходов в данных соединениях. Отдельное внимание уделено рассмотрению современного состояния теории МКЭ.

Вторая глава содержит описание методов проведения эксперимента. Подробно описаны методы расчета и прямого измерения МКЭ, а также методы получения образцов и проведения магнитных измерений.

Исходные сплавы интерметаллических соединений получены методом высокочастотной индукционной плавки в атмосфере особо чистого аргона. В качестве исходных компонентов для приготовления сплавов использованы металлы высокой степени чистоты: Tb, Dy, Но, Ег -99,9 %, Gd - 99,96%, Y - не менее 99,76%, Fe, Со - 99,99%. Плавка проводилась на установке «Донец-1» по следующему режиму: быстрый нагрев до образования расплава, выдержка в расплавленном состоянии для более однородного перемешивания в течение 1-2 минут и охлаждение со средней скоростью 1-2°С/с. Для выравнивания состава по объему после выплавки куски сплавов массой 20-30 г подвергались гомогенизирующему отжигу при температуре 1000-1100°С в течение 3-6 часов. Термические обработки проводились в печи сопротивления СШВЛ-0,6/16И2 в вакууме 10"5 мм рт. ст.

Монокристаллы выкалывались из крупнокристаллических слитков, в ряде случаев для получения монокристаллических образцов использовались методики, разработанные ранее на кафедре магнетизма ТвГУ. Образцы были аттестованы методами рентгеноструктурного анализа, а также методами оптической металлографии. Ориентировка монокристаллов проводилась методом Лауэ.

Образцы сплавов Гейслера Ni2+xMrii.xGa различных стехиометричес-ких составов получены методом дуговой плавки на холодном поду. Термообработка слитков проводилась в вакуумированных кварцевых ампулах при 1100 К в течение 9 дней с последующей закалкой в воду.

Измерения МКЭ проводились прямым методом с использованием двух установок. Первая позволяла проводить измерения в интервале температур 78-300 К в магнитных полях до р.0Н=1,4 Тл (МГУ им. М.В. Ломоносова). Вторая установка была разработана в ходе выполнения работы на кафедре магнетизма ТвГУ для измерений МКЭ в интервале температур 300-700 К в магнитных полях до ¡iqH=1,85 Тл. Отдельные измерения МКЭ выполнены в Институте материаловедения (IFW, г. Дрезден, Германия).

Измерения намагниченности в интервале температур 4,2-300 К проводились методом вибрационного магнитометра в Лаборатории сильных магнитных полей и низких температур (г. Вроцлав, Польша). В качестве источника магнитного поля использовался сверхпроводящий соленоид Oxford Instruments, создающий поля до |ioH=15 Тл. Ряд измерений намагниченности выполнен на SQUID-магнитометре в полях

до ЦоН=5 Тл в широком интервале температур в Институте материаловедения (1Р\\', г. Дрезден, Германия).

Кривые вращающего момента измерялись методом автоматизированного магнитного анизометра на кафедре общей физики и физики конденсированного состояния физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова. Анизометр позволял проводить измерения в интервале температур от 78 до 700 К. В качестве источника поля использовался вращающийся электромагнит ФЛ-1, создающий магнитные поля до |10Н=1,3 Тл.

Третья глава посвящена исследованию анизотропии МКЭ в области магнитных фазовых переходов типа порядок-беспорядок. В первом параграфе приведены результаты измерений МКЭ прямым методом на монокристаллических образцах интерметаллических соединений ИгРе^.

На рис.1 представлены температурные зависимости МКЭ серии монокристаллов ЛгРеп (Я=Сс1, Бу, Но, Ег, У) и поликристаллического образца Ьи2Реп, обладающих типом анизотропии легкая плоскость во всем температурном интервале магнитного упорядочения. Как следует из температурных зависимостей МКЭ, измеренных вдоль осей а и с (оси легкого и трудного намагничивания, соответственно), величина МКЭ существенно зависит от ориентации монокристаллического образца в магнитном поле, что свидетельствует о наличии в соединениях ЛгРеп значительной анизотропии МКЭ.

Температуры, при которых в соединениях ЯгРеп наблюдается максимум МКЭ парапроцесса (Ттах) при измерении вдоль оси легкого намагничивания и величина эффекта (АТпар) приведены в таблице 1. Как следует из таблицы 1 и рис.1, в соединениях ИгРеп величина МКЭ за счет парапроцесса в области магнитного фазового перехода порядок-беспорядок слабо возрастает с увеличением номера РЗМ и составляет -0,6 К/Тл. Причиной такого поведения МКЭ является то, что данные соединения имеют ферримагнитное упорядочение. В этом случае при увеличении номера РЗМ намагниченность редкоземельной подрешетки падает, что приводит к увеличению намагниченности соединения и, как следствие, росту МКЭ. В то же время магнитокристаллическая анизотропия соединений зависит от вида РЗМ. Поэтому вклад в МКЭ за счет вращения вектора намагниченности (разность МКЭ, измеренных вдоль осей трудного и легкого намагничивания) в этих соединениях существенно изменяется при замене РЗМ (Рис.1) и достигает максимального значения 0,46 К у соединения Но2Ре17.

Таблица 1.

РЗМ вс1 ТЬ оу Но Ег Ьи* У

№ 64 65 66 67 68 71 39

Тщах? ^ 473 404 381 346 312 282 324

АТпар, К/Тл 0,56 0,57 0,58 0,60 0,64 0,64 0,71

*- поликристаллический образец

В качестве примера на рис.1 приведена температурная зависимость поликристаллического образца соединения Ьи^Ре,?. Как видно из рисунка, в поликристаллических образцах наблюдаемый эффект ниже, чем при измерении вдоль ОЛН монокристаллов и, кроме того, в этом случае выделить вклад от вращения вектора намагниченности без детального анализа микроструктуры образцов не представляется возможным.

Во втором параграфе третьей главы приведены результаты косвенного определения МКЭ из кривых намагничивания и теплоемкости, измеренной в магнитном поле. Расчет выполнен с использованием выражения (1) [5-7]:

,г Т И?(о1{Н,Т)\

АГ-СЩГ)Д ЬгЧЛ (1)

где АТ- значение величины МКЭ, Т- абсолютное значение температуры, С(Н, Т) - теплоемкость как функция температуры и внешнего магнитного поля, 1(Н,Т) - намагниченность как функция температуры и внешнего магнитного поля, Н\ и Нг - начальное и конечное значения магнитного поля. Процедура расчета подробно описана в диссертационной работе.

Проведенные исследования показали, что температурные зависимости МКЭ соединений ИгРе^ (Я = Ег, У, ТЬ), рассчитанные из кривых намагничивания, находятся в хорошем качественном согласии с экспериментальными данными, полученными методом прямых измерений, при этом максимальные расчетные значения МКЭ на -20-30% превышают экспериментальные значения (Рис.2).

Анизотропия МКЭ в области магнитного фазового перехода порядок-беспорядок дополнительно исследована в монокристаллах интерметаллических соединений ЯРецТ1 и И2Ре14В. В этих соединениях обнаружены высокие значения МКЭ в области температуры Кюри (-1 К/Тл) и значительная анизотропия МКЭ. В соединении Ег2Ре14В в точке Кюри впервые измерен МКЭ. Обнаружено скачкообразное изменение величины МКЭ в области СПП первого рода.

300 350 400 450 500 550

т.к

^ 0.4

ч

0.2 0.0

. ЕГ2Ре,7 А -к

ц0Н=1,33 Тл

• а / \ '

-.-- с А /

/ ^

/

100 150 200 250 300 350 400 100 150 200 250 300 350 400

т, К т, к

1,2 г

ЧРе,7

п

(поликристалл) Г \ ц0Н=1,ЗЗТл ^

\

100 150 200 250 300 350 400

т.к

Рис.1. Температурные зависимости МКЭ в соединениях Я2Ре17 (11=Сс1, Эу, Но, Ег, Ьи и У).

т,к

Рис.2. Температурные зависимости МКЭ монокристалла Ег2Ре,7, измеренные прямым методом вдоль осей а и с в поле р0Н=1,33 Тл и рассчитанные из уравнения (1) значения МКЭ при намагничивании образца вдоль оси а при этом же значении магнитного поля.

В работе также были выполнены измерения анизотропии МКЭ в образцах текстурованных порошковых магнитов на основе фазы Ш2РеиВ. Проведенный анализ показал, что величина анизотропии МКЭ порошковых магнитов сопоставима с величиной анизотропии МКЭ монокристаллических образцов.

В заключительной части главы приведены данные исследования МКЭ в образцах сплавов Гейслера 1\П24ХМП|.хСа (0,18<х<0,27) в области магнитоструктурного перехода. Заметной анизотропии МКЭ в данных материалах не обнаружено. Показано, что для всех исследованных составов имеет место температурный гистерезис МКЭ, т.е. величина МКЭ, измеренного при охлаждении образца, существенно превышает величину МКЭ при нагревании, при этом максимум МКЭ, измеренного при охлаждении образца, смещается в область более низких температур. Кроме того, величина МКЭ, измеренная при заданном значении температуры и величины магнитного поля, уменьшается при каждом последующем включении магнитного поля. Поэтому, несмотря на значительную величину эффекта при первом включении поля (~1 К/Тл для состава №2д8Мп0,82Са), данные материалы не могут быть использованы при создании магнитных холодильных устройств.

Четвертая глава содержит результаты исследований МКЭ в области магнитных фазовых переходов типа порядок-порядок.

В первом параграфе главы приведены результаты экспериментального исследования МКЭ в области спин-переориентационных переходов (СПП) в соединениях ЯСо5, ТЬРепИ, Ег2Ре!4В. На рис.3 представлены результаты измерения МКЭ монокристаллов ЯСо5.

Как видно из графиков (Рис.3,4) почти во всех случаях наблюдается значительный МКЭ, сопоставимый по величине с МКЭ парапроцесса, наблюдаемым в интерметаллических соединениях вблизи температуры Кюри. При этом максимальные значения МКЭ в области температур 80500 К достигаются вблизи СПП (температуры переходов отмечены на рисунках стрелками). Минимальный эффект наблюдается в соединении РгСо3, имеющем СПП при температуре Тхк=102 К. Ниже температуры СПП соединение РгСо5 имеет тип анизотропии легкий конус, а выше этой температуры становится одноосным. В области перехода суммарный вклад в энергию анизотропии, определяемый первой и второй константами МКА, мал, в результате чего максимальная величина МКЭ составляет в области СПП 0,12 К в поле ц.0Н=1,3 Тл (Рис.3).

Т,К Т. к

Рис. 3. Температурные зависимости МКЭ монокристаллов РгСо5, ТЬСо5, ЭуСоз, НоСо5, измеренные вдоль кристаллографических направлений с и а.

Наибольшие значения МКЭ в области СПП, связанные с вращением вектора намагниченности, обнаружены в соединении №Со5. Данное соединение обладает двумя СПП [9]. В области температур ниже Т5к1=250 К соединение обладает типом анизотропии легкая плоскость, выше данной температуры и до температуры Т5К2=290 К - типом анизотропии легкий конус. В области температур выше температуры Т5кг и до температуры Кюри соединение ШСо5 остается одноосным. Как видно из приведенного графика (Рис.4), МКЭ, наблюдаемый в области СПП при адиабатическом намагничивании монокристаллического образца вдоль оси а положителен, а вдоль оси с - отрицателен и достигает в полях ц0Н=1,33 Тл значений 1,1 К и -1,1 К, соответственно.

Как следствие, гигантских значений (»1,6 К) достигает вращательный МКЭ, измеренный при повороте монокристаллического образца №Со5 в магнитном поле цоН=1,ЗЗТл, когда магнитное поле меняет направление от гексагональной оси с к оси а, лежащей в плоскости базиса (Рис.5). Кроме того, из графиков (Рис.3) следует, что в области точки компенсации в соединениях ЯСо5 (Я=ТЬ, Оу, Но) наблюдается изменение знака МКЭ, как это было обнаружено ранее для ферритов [10]. Скачкообразное изменение знака МКЭ нами было обнаружено вблизи точки компенсации в соединениях Сс1(С0],хСих)5, аналогичное наблюдаемому в области магнитных фазовых переходов первого рода.

Во втором параграфе четвертой главы приведены результаты расчета вращательного МКЭ (АТГ0,) с использованием констант МКА, вычисленных по формуле (2), полученной Беловым К.П. и др. [5], и кривых вращающего момента.

АТ,=

С„

&к -зтг + бш4 -з!п4 &0) дТ дГ

(2)

В (2) К\ и К2 - константы анизотропии, 0О - угол между осью с и направлением 15, а ©к - угол между осью с и направлением внешнего магнитного поля Н.

Величина МКЭ, рассчитанная на основе температурного хода констант МКА (Рис.4), существенно превышает значения МКЭ, полученные прямым измерением. Однако расчетные кривые качественно повторяют экспериментальные температурные зависимости МКЭ. Данное расхождение можно объяснить погрешностью определения констант МКА в области СПП. Следует также учитывать, что при прямом измерении МКЭ в области СПП измеряется суммарный эффект, обусловленный вращением намагниченности и парапроцессом. Для ШСо5 эффект от парапроцесса в области СПП мал и его можно не учитывать.

В связи с тем, что погрешность в определении констант МКА в области СПП, как правило, велика, в работе предложен метод расчета анизотропного вклада в МКЭ на основе анализа кривых вращающего момента, не требующий определения констант МКА и позволяющий существенно снизить погрешность оценки МКЭ, возникающую при определении констант МКА в области СПП.

В этом случае для расчета МКЭ применялось выражение (3). Использовались кривые вращающего момента, измеренные при том же значении магнитного поля, в котором оценивался эффект.

дг т- Т дЕ(вл - т (Т) пл

СН{Т) вт ' си{Т) г'"(с-а){ )■ (3)

Здесь АТГ01(С_а) - величина МКЭ в результате поворота монокристаллического образца в магнитном поле от оси с к оси а, (±БГ0,(с.О) - величина изменения магнитной части энтропии при вращении вектора намагниченности в результате этого поворота, СН(Т) - величина теплоемкости в магнитном поле, £(0,7) - энергия монокристаллического образца в магнитном поле, рассчитанная из кривых вращающего момента по формуле (4).

£(@,Т)= {¿(0,7>/0, (4)

где 1(0,7) - величина механического вращающего момента.

Как видно из рис.5, рассчитанные из кривых вращающего момента значения вращательного МКЭ находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными, полученными прямым методом.

Для проведения анализа анизотропного вклада в МКЭ в области температуры Кюри, связанного с вращением вектора намагниченности, был применен комбинированный метод расчета, основанный на анализе кривых вращающего момента и температурного хода первой константы МКА К\. При этом температурный ход К1 задавался выражением (5), полученным в работе [11], а энергия МКА находилась из кривых вращающего момента выше Тс по формуле (4).

К1(Г) = К1(0)Схр(-аТ2), (5)

где К\{Т) и Кх{0) - значения константы МКА К\ при температурах Г и О К, а - коэффициент, определяемый исследуемым материалом. Проведенный анализ показал хорошее согласие результатов расчета с экспериментальными данными.

т, к

Рис.4. Температурные зависимости МКЭ монокристалла ШСо5, измеренные вдоль кристаллографических направлений с и а (сплошными линиями на графике отмечены кривые, рассчитанные по формуле (2) из работы [5]).

т, к

Рис.5. Температурная зависимость вращательного МКЭ измеренная при повороте в магнитном поле монокристалла N(1005 от гексагональной оси с к оси а лежащей в плоскости базиса (сплошной линией результат расчета вращательного МКЭ из кривых вращающего момента).

Наиболее наглядно анизотропия МКЭ прослеживается на угловых зависимостях МКЭ. В качестве примера на рис.6 приведены угловые зависимости МКЭ монокристалла ШСо5. Из рисунка видно, что МКЭ в данном соединении существенно зависит от направления намагничивания. Это свидетельствует о наличии в данном соединении гигантской анизотропии МКЭ.

0, град.

Рис.6. Угловые зависимости МКЭ монокристалла Кс1Со5.

Далее в работе приведены результаты прямых измерений МКЭ в монокристаллах соединений Ег2Ре14В и ТЬРецИ в области СПП первого рода, выполненных впервые. Обнаружено скачкообразное изменение величины МКЭ в области СПП первого рода в соединении Ег2Ре|4В. В соединении Ег2Ре14В в области температур СПП методом магнитной силовой микроскопии выполнено наблюдение температурного поведения магнитной доменной структуры (ДС). Наблюдения проведены на призматической плоскости монокристаллического образца (плоскости, содержащей ось с). Анализ выявленной трансформации ДС соединения Ег^е^в в области СПП показал, что при повышении температуры от 322 К до 328 К характер ДС изменяется от ДС, свойственной типу анизотропии легкая плоскость, к ДС, типичной для типа анизотропии легкая ось, в сравнительно узком интервале температур ~6 К. Именно в этом температурном интервале и происходит основное изменение величины МКЭ.

В заключительной части главы 4 приведены результаты исследования влияния структурного состояния быстрозакаленных сплавов ШСо5 на величину МКЭ. Показано, что в сплавах с размером зерен более 100 нм размер зерен не оказывает влияние на величину МКЭ, а величина МКЭ быстрозакаленных сплавов является суммой вкладов в МКЭ отдельных зерен.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ:

1. Методом прямых измерений выполнены систематические исследования анизотропии магнитокалорического эффекта (МКЭ) в монокристаллах интерметаллических соединений КСо5, {^Ре^, Я2РенВ, НРеиТ1 (Я=Рг, N<1, йс!, ТЬ, Оу, Но, Ег, Ьи, У) в области магнитных фазовых переходов типа порядок-порядок и порядок-беспорядок.

2. В монокристаллах интерметаллических соединений ЯСо5 (Я=ТЬ, Оу) в области спин-переориентационных фазовых переходов (СПП) обнаружены высокие значения анизотропного МКЭ (для ТЬСо5 1,2 К в поле р0Н=1,4 Тл).

3. В соединении ШСо5 в поле |а.оН=1,33 Тл в широком интервале температур в области СПП впервые обнаружен гигантский вращательный МКЭ (1,6 К), обусловленный процессом вращения вектора намагниченности.

4. Установлено, что в монокристаллах интерметаллических соединений 112Реп величина МКЭ за счет парапроцесса в области магнитного фазового перехода порядок-беспорядок слабо возрастает с увеличением номера РЗМ и составляет ~0,6 К/Тл.

5. В интерметаллических соединениях ЯСо5 (Я=ТЬ, Оу, Но) и Ос1(Со1.хСих)5 впервые исследован МКЭ в области точек магнитной компенсации (Ткомп). Показано, что в данных соединениях МКЭ вблизи ТкОМп составляет -0,05 К/Тл.

6. В соединении Е^Ре^В в области СПП первого рода и в точке Кюри впервые измерен МКЭ. Обнаружено скачкообразное изменение величины МКЭ в области СПП первого рода.

7. Впервые прямым методом проведены измерения МКЭ в сплавах Гейслера системы №2+хМп1.хСа. Заметной анизотропии МКЭ в данных материалах не обнаружено. Показано, что для всех исследованных составов имеет место температурный гистерезис МКЭ.

8. Показано, что на порошковых текстурованных образцах соединения Ш2РенВ может быть получен анизотропный вклад в МКЭ, сопоставимый по величине с анизотропным МКЭ в монокристаллах данных соединений.

9. Анализ МКЭ быстрозакаленных сплавов NdCos выявил, что в сплавах с размером зерен более 100 нм размер зерен не оказывает влияние на величину МКЭ, а величина МКЭ быстрозакаленного сплава является суммой вкладов в МКЭ отдельных зерен.

10. Разработан метод расчета анизотропного вклада в МКЭ на основе анализа кривых вращающего момента, позволяющий существенно снизить погрешность, возникающую при определении констант МКА в области СПП.

Список цитированной литературы:

1. Вонсовский С.В. Температурная зависимость магнитной анизотропии монокристалла кобальта // ЖЭТФ. - 1938. - Т.8. - С.1104-1123.

2. Akulov N.S., Kirensky L.W. Über einen neuen magnetokalorischen Effekt //J. Phys. USSR. - 1940.- V.3.-P.31-34.

3. Никитин С.А. Магнитные свойства редкоземельных металлов и их сплавов. - М.: Изд-во МГУ, 1989. - 248 с.

4. Tishin A.M., Spichkin Y.I. The magnetocaloric effect and its applications. Philadelphia: Institute of Physics Publishing, Bristol. 2003, 475 p.

5. Белов К. П., Талалаева Е. В., Черникова JL А., Иванова Т. И., Ивановский В. И, Казаков Г. В. Наблюдение процесса переориентации спинов с помощью магнитокалорического эффекта // ЖЭТФ. - 1977. -Т. 72. -С.586-591.

6. Андреенко A.C., Белов К.П., Никитин С.А., Тишин A.M. Магнитокапорический эффект в редкоземельных магнетиках // УФН. -1989. - Т.158. -С.553-579.

7. Ивановский В.И. Магнетокалорический эффект кобальта в области полей вращения // ФММ. - 1959. - Т. 7. - С. 29-39.

8. Khovaylo V.V., Buchelnikov V.D., Kainuma R„ Koledov V.V., Ohtsuka M., Shavrov V.G., Takagi Т., Taskaev S.V., Vasiliev A.N. Phase transitions in Nij+xMn^Ga with a high Ni excess // Phys. Rev. B. - 2005. - V.72. P. 224408.

9. Ермоленко A.C. Температурная зависимость констант магнитной кристаллической анизотропии интерметаллических соединений типа RCo5 // Труды Межд. конф. по магнетизму (МКМ 1973): Изд. Наука, 1974.-Т.1(1).-С.231-236.

10. К.П.Белов, С.А.Никитин К теории аномальных физических свойств ферримагнетиков в районе точки компенсации // ЖЭТФ. - 1970. - Т.58. - С.937-943.

П.Брюхатов H.JL, Киренский JI.B., Температурная зависимость энергетической магнитной анизотропии монокристаллов никеля // ЖЭТФ,- 1938.-Т.8.-С.198-205.

Основные положения диссертации опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Скоков К.П., Кошкидько Ю.С., Пастушенков Ю.Г., Семенова Е.М., Иванова Т.И. Анизотропия магнитокалорического эффекта монокристаллов R2Fep с тяжелыми РЗМ и Y // Перспективные материалы. - 2008. - Спец. вып., март 2008. - С.81-86.

2. Кошкидько Ю.С., Скоков К.П., Пастушенков Ю.Г., Иванова Т.И. Магнитокалорический эффект монокристаллов (Tb, Dy)Co5 вблизи спин-переориентационных переходов и точек компенсации // Перспективные материалы. - 2008. - Спец. вып., март 2008. - С.77-80.

3. Карпенков Д.Ю., Кошкидько Ю.С., Ховайло В.В., Скоков К.П., Пастушенков Ю.Г. Магнитокалорический эффект, микроструктура и доменная структура сплавов Гейслера (Ni2+xMni.xGa) // Перспективные материалы. - 2008. - Спец. вып., март 2008. - С.72-76.

4. Карпенков А.Ю., Карпенков Д.Ю., Скоков К.П., Кошкидько Ю.С., Семенова Е.М., Пастушенков Ю.Г. Микроструктура и магнитокалорический эффект сплавов Nd-Fe // Перспективные материалы. - 2008. - Спец. вып., март 2008. - С.67-71.

5. Пастушенков Ю.Г., Кошкидько Ю.С., Маклыгина О.В., Пастушенкова М. А., Петренко А. В., Семенова Е.М., Скоков К.П., Температурное поведение доменной структуры интерметаллидов R2(Fe,Co)i7, R(Fe,Co)nTi, R2Fe14B (R-редкоземельный металл) // Перспективные материалы. - 2008. - Спец. вып. (6), 4.1, декабрь 2008. - С.306-309.

6. Кошкидько Ю.С., Скоков К.П., Пастушенков Ю.Г., Иванова Т.И.,. Никитин С.А, Влияние магнитной анизотропии на величину магнитокалорического эффекта монокристаллов R2Fen с тяжелыми РЗМ и Y // Перспективные материалы. - 2008. - Спец. вып. (6), 4.1, декабрь 2008. -С.310-315.

7. Khovaylo V.V., Skokov K.P., Koshkid'ko Yu.S., Koledov V.V., Shavrov V. G., Buchelnikov V.D., Taskaev S.V., Miki H., Takagi Т., Vasiliev A.N. Adiabatic temperature change at first-order magnetic phase transitions: Ni2 l9Mn08>Ga as a case study // Phys. Rev. B. -2008. - V.78. - P.060403(l-4).

8. Nikitin S.A., Skokov K.P., Koshkid'ko Yu.S., Pastushenkov Yu.G., Ivanova T.I. Giant Rotating Magnetocaloric Effect in the Region of Spin-Reorientation Transition in the NdCos Single Crystal // Phys. Rev. Lett. -2010. - V.105. - P.137205.

9. Skokov K.P., Pastushenkov Yu.G., Koshkid'ko Yu.S., Shtttz G., Goll D., Ivanova T.I., Nikitin S.A., Semenova E.M., Petrenko A.V. Magnetocaloric effect, magnetic domain structure and spin-reorientation transitions in HoCo5 single crystals // JMMM. - 2011. - V.323. P.447-450.

и других изданиях:

Ю.Кошкидько Ю.С., Смирнов Р.Ф. Расчет и прямое измерение магнитокалорического эффекта в соединениях R2Fe17 (R=Er, Y) // Материалы Международной научно-технической конференции: «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» (INTERMATIC-2006). - М.: МИРЭА, 2006. - 4.1. - С.193-196.

П.Кошкидько Ю.С. Анизотропия магнетокалорического эффекта в монокристаллах R2Fe)7 // ВНКСФ-13: Материалы конференции. -Ростов-на-Дону-Таганрог: 2007. - С.366-367.

12.Пастушенков Ю.Г., Скоков К.П., Кошкидько Ю.С., Иванова Т.И., Никитин С.А., Магнитокалорический эффект в интерметаллических соединениях RCo5 (R=Tb, Dy, Но) // Актуальные проблемы физики твердого тела: Сб. докладов межд. науч. конф. - Минск: Изд-во БГУ,

2007. -Т.1. -С.8-10.

D.Ivanova Т., Nikitin S. A., Pastushenkov Y.G., Skokov К.Р., Koshkid'ko Yu.S. Magnetocaloric effect in the RCo5 (Tb,Dy) single crystals // 17th International Metallurgical and Materials Conference, Conference proceedings. Red Castle, Hradec nad Moravici, Czech Republic, EU. -2008. -P.117 -118.

14.Кошкидько Ю.С. Магнитокалорический эффект соединений R2Fei4B в области магнитных фазовых переходов // Материалы Международной научно-технической школы-конференции «Молодые ученые - науке, технологиям и профессиональному образованию». - Москва: МИРЭА,

2008,-4.3.-С. 190-192.

15.Кошкидько Ю.С., Скоков К.П., Семенова Е.М., Пастушенков Ю.Г.

* Влияние магнитной анизотропи:; на величину магнитокалорического

эффекта и доменную структуру в области магнитных фазовых переходов монокристалла Er2Fei4B // Вестник ТвГУ. Серия "Физика". -2008. - Вып.4. -С.11-18.

16.Skokov К.Р., Koshkid'ko Yu.S., Pastushenkov Yu.G., Lyubina J„ Gutfleisch O. The Influence of Magnetic Anisotropy on the Magnetocaloric

Effect in Er2Fei4B Single Crystal Near Spin-Reorientation Transition and Curie Temperatures // Proceedings of the 3rd IIF-ÍIR International Conference on Magnetic Refrigeration at Room Temperature, edited by P. Egolf, Refrigeration Science and Technology Proceedings No. 2009-3, International Institute of Refrigeration, Paris, 2009.

П.Кошкидько Ю.С., Скоков К.П., Карпенков А.Ю., Карпенков Д.Ю., Смирнов Р.Ф., Ховайло В.В. Магнитокалорический эффект сплавов Гейслера Ni2+xMnl.xGa в области магнитного фазового перехода первого рода // Новое в магнетизме и магнитных материалах: Сборник трудов XXI Международной конференции. - Москва: МГУ, 2009. - С.724-725.

18.Кошкидько Ю.С., Пастушенков Ю.Г., Скоков К.П., Никитин С.А., Иванова Т.И., Нижанковский В.И.Аномалии магнитных и тепловых свойств интерметаллического соединения НоСо5 в области магнитных фазовых переходов // Новое в магнетизме и магнитных материалах: Сборник трудов XXI Международной конференции. - Москва: МГУ, 2009. -С.514-515.

19. Каплунов И. А., Кошкидько Ю.С., Маклыгина О.В., Пастушенкова М.А., Петренко А.В., Семенова Е.М., Скоков К.П. Влияние флуктуации химического состава на спиновую переориентацию в интерметаллидах R-Fe-Ti со структурой ThMni2 // Новое в магнетизме и магнитных материалах: Сборник трудов XXI Международной конференции. - Москва: МГУ, 2009. - С.484-486.

20. Арефьев А.И., Кошкидько Ю.С., Смирнов Р.Ф. Исследование влияния внедрения атомов водорода на магнитокалорический эффект интерметаллических соединений Tb2FenH2 ВНКСФ-15: Материалы конференции, Кемерово - Томск: 2009.-С.314-315.

21.Кошкидько Ю.С., Пастушенков Ю.Г., Скоков К.П., Никитин С.А., Иванов Т.И. Магнитокалорический эффект монокристаллов RCo5 в области точек магнитной компенсации // IX Международный семинар «Магнитные фазовые переходы»: Сборник трудов. -Махачкала: 2009. -С.25-26.

22. Черных Н.С., Кошкидько Ю.С. Магнитокалорический эффект в монокристаллах Gd(Co,Cu)5 вблизи температуры Кюри и точки магнитной компенсации // INTERMATIC - 2009: Материалы VII научно-технической конференции. - Москва: МИРЭА, 2009. - 4.2. -С.168-170.

23.Арефьев А.И., Кошкидько Ю.С., Смирнов Р.Ф. Исследование влияния внедрения атомов водорода и азота на магнитокалорический эффект в интерметаллических соединениях R2Fe17 // INTERMATIC - 2009: Материалы VII научно-технической конференции. - Москва: МИРЭА, 2009,-4.2. - С.178-180.

24.Skokov K.P., Koshkid'ko Yu.S., Karpenkov A.Yu., Karpenkov D.Yu. Semenova E.M., Pastushenkov Yu.G, Magnetocaloric Effect in Micro- and Nanocrystalline TbFen.xTi Intermetallic Compounds // Journal of Physics: Conference Series. - 2009. - V.144. - P.012087 (1-4).

25.Боднарчук Я.В., Дёгтева О.Б., Кошкидько Ю.С., Семенова Е.М., Кузнецова Ю.В., Боднарчук В.В., Исследование перестройки поверхностной доменной структуры монокристаллов сплавов SmCo5.xNix в процессе их намагничивания, перемагничивания и временной релаксации намагниченности // INTERMATIC - 2010: Материалы VII научно-технической конференции. - Москва: МИРЭА, 2010.-Ч.1.-С. 126-129.

26.Кошкидько Ю.С., Скоков К.П., Никитин С.А., Кузнецова Ю.В., Карпенков Д.Ю., Иванов Т.И., Пастушенков Ю.Г., Влияние наноструктуры на магнитокалорический эффект в быстрозакаленных сплавах NdCos // Вестник ТвГУ, Серия: "Физика". - 2010. - №40. - С. 25-32.

27.Кузнецова Ю.В., Карпушкин С.А., Кошкидько Ю.С., Оценка локального модуля Юнга на поверхности монокристалла Dy2Fe)7 // Вестник ТвГУ, Серия: "Физика". - 2010. - № 40. - С. 33-36.

28.Subkova A.V., Zeziulina P.A., Koshkid'ko Yu.S., Simonov V.V., SkokovK.P., Pastushenkov Yu.G. Temperature Behaviour of Magnetic Domain Structure in RE-3d Intermetallics with Spin-Reorientation Transitions // Solid State Phenomena. - 2011. - V.168-169, P.122-125.

29.Koshkid'ko Y.S., Skokov K.P., Pastushenkov Yu.G., Nikitin S.A., Ivanova T.I. Magnetocaloric Effect of RCo5 Single Crystals in the Region of Spin-Reorientation Transitions // Solid State Phenomena. - 2011. V.168-169. - P. 134-137.

Подписано в печать 19.09.2011. Формат 60 х 84 1 /16. Усл.печ.л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ № 376.

Тверской государственный университет, Физико-технический факультет. Адрес: Россия, 170002, г. Тверь, Садовый пер., 35.

Введение.

Глава 1. Магнитокалорический эффект в анизотропных магнетиках.

1.11 Магнитокалорический;эффект.

1.1.1 Магнитокалорический эффект, обусловленный парапроцессом.

1.1.1.1. Магнитный вклад в энтропию и теплоёмкость, обусловленный парапроцессом:---------------.

1.1.2. Магнитокалорический? эффект, обусловленный вращением вектора' намагаиченности ищроцессом; смещением доменных границ*.—.

1.1.3. Магнитокалорический эффект, обусловленный; магнитостриющей и необратимыми процессами ¿ области структурного перехода.

1.2. Магнитные свойства, магнитная анизотропия и: магиитотепловые свойства интерметаллических соединений'ЗЙ и 41>металлов;.

1.2: 1. Магнитные свойства-интерметаллических, соединений 11Со5.

1.2.2 ^Магнитные свойстваинтерметаллическихсоединенийК2Ее 17.

1.2.3. Магнитные свойства-интерметаллических соединений ЩЕенВ!.

1.2:41 Магнитные свойства интерметаллических соединений КРе) 1Т1:.

1.2:5. Магнитные свойства сплавов Еейслера.

1.2.6. Выводы по обзору и постановка задачи исследования.

Глава 2. Методика проведения'эксперимента..•.•.

2.1 . Методика синтеза образцов.

2.2. Методы аттестации образцов и наблюдение доменной структуры. 23;. Измерение теплоемкости.

2.4; Измерение кривых намагничивания.

2.4.1. Измерение кривых намагничивания методом вибрационного магнитометра.

2.4.2. Измерение намагниченности методом СКВ ИД магнитометра.

2.5. Измерение кривых вращающего.момента.

Магнитокалорический эффект (МКЭ), заключающийся в изменении температуры магнетика при его адиабатическом намагничивании, известен сравнительно давно [1-2]. Вскоре после открытия данное явление нашло свое применение в технологии получения сверхнизких температур [3]. Позднее была показана эффективность применения технологии магнитного охлаждения и при комнатных температурах [4-6]. В последнее время интерес к-исследованию магнитокалорического эффекта (МКЭ) значительно возрос, что обусловлено возможностью создания на его основе нового типа высокоэффективных магнитных холодильников. Сегодня более 15 % от общего мирового электропотребления расходуется на создание искусственного холода. Предварительные оценки показывают, что разрабатываемые магнитные холодильники будут на 30-40 % эффективнее существующих компрессорных холодильников и в 6 раз эффективнее термоэлектрических. Таким образом, технология магнитного охлаждения поможет сэкономить более трети этих затрат [7]. Кроме! того, данные холодильники являются экологические безопасными так как не используют в своей работе фреоны, которые разрушают озоновый слой. Не менее важным обстоятельством является то, что МКЭ широко используется как весьма эффективный инструмент исследований в физике магнитных явлений, позволяющий изучать межподрешеточные взаимодействия, магнитные фазовые переходы и другие физические явления [4-8].

Большинство современных работ, посвященных исследованию МКЭ, направлены на поиск материалов с экстремально высокими значениями МКЭ. В значительной части этих работ МКЭ исследуется в области магнитных фазовых переходов типа порядок - беспорядок. При этом МКЭ, как правило, определяется косвенным методом на основе расчета магнитного вклада в< энтропию из кривых намагничивания или теплоемкости, измеренной в магнитном поле. Данный подход при изучении МКЭ является весьма информативным, так как позволяет определять основные характеристики рабочего тела магнитного холодильного- устройствам Однако, знания величины изменения магнитной энтропии при изотермическом намагничивании зачастую недостаточно, чтобы всесторонне характеризовать магнитокалорический материал. В существующих; прототипах магнитных холодильников , температурам рабочего тела изменяется в течение рабочего цикла; В связи с: этим анализ; изотермического изменения магнитной части энтропии1 : необходимо дополнять прямыми измерениями адиабатического? изменения температуры (АТ^) при; изменении магнитного поля.

Следует также отметить, что до настоящего времени: в-большинстве случаев исследованиям МКЭ выполнялись на поликристаллических образцах. При* исследовании; магнетиков,. обладающих высокой магнитной кристаллографической анизотропией (МКА), это приводит к значительной погрешности из-за значительного вклада в МКЭ процессов вращения вектора намагниченности. .

Анализ имеющихся работ в области МКЭ показывает, что вклад в МКЭ от процессов вращения вектора намагниченности до настоящего времени остается малоизученным. Однако известно* что, наибольшие значения величины МКЭ, обусловленного* вращением вектора намагниченности, должны» наблюдаться? в: материалах, которые обладают наивысшими значениями констант МКА [9-10]. Следует также учесть, что высокие значения МКЭ обнаружены в области магнитных спин-переориентационных фазовых переходов (СПП) [10].

Следовательно, наибольших значений МКЭ, связанного с вращением вектора намагниченности, следует ожидать в интерметаллических соединениях на основе Зё-переходных металлов с 4Г-металлами, обладающих на сегодняшний день наивысшими значениями констант МКА. В связи с вышеизложенным, целью данной работы явилось систематическое исследование анизотропии МКЭ в области магнитных фазовых переходов (МФП) порядок-порядок и порядок-беспорядок в интерметаллических соединениях 3(1- и 4^переходных металлов, обладающих высокими значениями намагниченности и констант МКА.

В качестве объектов исследования были выбраны монокристаллы интерметаллических соединений ЯСо5 (К=Ыс1, Рг, Эу, ТЬ, Но), Ос1(Со1-хСих)5, К2¥&17 (БКМ, Бу, Но, Ег, Ьи, У), ИРецТ! (Я= вс1, ТЬ, Но), К2Ре14В (Ег, Ш), а также сплавы Гейслера №2+хМпх.10а (0,18<х<0,27), обладающие магнитоструктурным переходом и рассматриваемые в настоящее время как возможные материалы для использования в качестве рабочего тела магнитных холодильников.